环境科学  2014, Vol. 35 Issue (5): 1708-1717   PDF    
引用本文
陆胤, 许晓路, 张德勇, 王莉, 朱旭妮, 冯凤, 周巧君, 谢鹏. 京杭大运河（杭州段）典型断面水生植物多样性调查及其与水环境相关性研究[J]. 环境科学, 2014, 35(5): 1708-1717.
LU Yin, XU Xiao-lu, ZHANG De-yong, WANG Li, ZHU Xu-ni, FENG Feng, ZHOU Qiao-jun, XIE Peng. Correlation Between Aquatic Plant Diversity and Water Environment in the Typical Sites of Hangzhou Section of the Beijing-Hangzhou Grand Canal[J]. Environmental Science, 2014, 35(5): 1708-1717.
京杭大运河（杭州段）典型断面水生植物多样性调查及其与水环境相关性研究
陆胤 , 许晓路, 张德勇, 王莉, 朱旭妮, 冯凤, 周巧君, 谢鹏    
浙江树人大学生物与环境工程学院,杭州 310015
收稿日期: 2013-8-19; 修订日期: 2013-12-18.
基金项目： 浙江省自然科学基金项目（Y14C030009，Y5090304，Y5090310）
作者简介：陆胤(1980~),女,博士,副教授,主要研究方向为环境与生态毒理学,E-mail:luyin_zjsru@aliyun.com
通讯联系人,E-mail:陆胤(1980~),女,博士,副教授,主要研究方向为环境与生态毒理学,E-mail:luyin_zjsru@aliyun.com；
摘要：水生植物群落特征是水环境质量的重要标志. 为了解京杭大运河（杭州段）的水生生态系统中水生植物的分布特点，探析水质与植物群落间的关系，对其5个典型断面水域中的水生植物进行了调查：考察了各断面水域中水生植物物种组成、多样性分布规律、生物量和主要优势种；分析了水环境的温度、pH值、透明度、溶解氧和主要生源要素等理化因子；采用多元统计方法，探讨了浮游植物多样性分布与环境因子的相关性；并对各断面水体的营养水平进行了评价. 结果表明，京杭大运河（杭州段）典型断面的水生植物多样性主要取决于浮游植物的多样性，共观察鉴定了35属的藻类，其中优势群落为硅藻门的明盘藻属（Hyalodiscus Ehrenberg）与直链藻属（Melosira Agardh）；从对浮游植物多样性及分布的影响来看，在现有的6个环境因子中，溶解氧、透明度、水温理化因子均对浮游植物的分布产生明显影响，而pH值的影响最大；就水质营养化程度而言，塘栖大桥和卖鱼桥相对污染程度较轻，义桥、顾家桥和拱宸桥污染程度较高，而义桥污染最为严重.
关键词： 京杭大运河     水生植物     浮游植物     多样性     环境因子    
Correlation Between Aquatic Plant Diversity and Water Environment in the Typical Sites of Hangzhou Section of the Beijing-Hangzhou Grand Canal
LU Yin , XU Xiao-lu, ZHANG De-yong, WANG Li, ZHU Xu-ni, FENG Feng, ZHOU Qiao-jun, XIE Peng    
College of Biology and Environmental Engineering, Zhejiang Shuren University, Hangzhou 310015, China
Abstract: Community characteristics of aquatic plant are important indicators for water quality. In order to understand the distribution characteristics of aquatic plants in aquatic ecosystem of the Beijing-Hangzhou Grand Canal (Hangzhou section), and to analyze the relationship between water quality and plant community, an investigation of the aquatic plants in five typical sites was made in this study. Species composition, biological diversity, quantity distribution and dominant species of aquatic plants in five sites were studied for ecological changes. Physicochemical factors such as temperature, pH value, transparency, dissolved oxygen and main elements of living were also analyzed. Based on the results, the distribution of phytoplankton diversity and environment factor correlations by multivariate statistical analysis were discussed. The trophic levels of these sites were assessed by using related biological standards. Results indicated that the diversity of aquatic plant mainly depends on the diversity of phytoplankton in the typical sites of the Beijing-Hangzhou Grand Canal. We observed and identified 35 genus algae, including advantage community of Hyalodiscus Ehrenberg and Melosira Agardh, which belonged to Bacillariophyta. According to the impact on the phytoplankton diversity and distribution, factors such as dissolved oxygen, transparency, water temperature, etc. had an obvious influence on the distribution of phytoplankton in the existing 6 environmental factors, while the influence of pH value was the highest. In terms of water quality eutrophication, site Tangxi Bridge and Maiyu Bridge showed a relatively lighter pollution, while site Yiqiao Bridge, Gujia Bridge and Gongchen Bridge showed a higher pollution, and the pollution of site Yiqiao Bridge was the most serious.
Key words: Beijing-Hangzhou Grand Canal     aquatic plant     phytoplankton     diversity     environmental factors    

群落物种多样性及其与环境间的相互关系，一直以来都是生物多样性研究的热点和主要内容. 研究表明，群落物种多样性的变化受多方面因素影响，除受群落组成特征和群落演替动态影响外，还与自然或人为干扰因子及生境因子息息相关，其中生境因子主要包括气候条件、 海拔梯度、 地形因子、 土壤和水质环境因子等. 水生植物作为水环境的重要指标生物，其种类组成、 生物量等群落特征是水环境质量的重要标志[1,2]. 因此，世界上各国重要的水体(包括湖泊、 河流以及城市中的主要水体)都有定时水生生物监测，包括水生植物的组成和数量特征等. 这些资料的监测，不仅仅是对水体环境质量进行科学的监测和灾害的预防，也标志着一个城市和地区的技术及文化水平. 因此，对城市中重要水体的水生植物多样性调查有着一定的学术意义和使用价值.

联接五大水系的京杭大运河，是世界上开凿时间最早、 流程最长的一条人工运河，历史上曾是我国南北交通的大动脉，对中国经济社会的发展产生过巨大的影响. 运河杭州段是杭州市主城区水位最低的地表河流，是市区各类河水、 地表径流和众多支流的主要受纳水体[3]. 由于种种原因，特别是对运河生态、 旅游、 文化和景观等功能认识不足，自20 世纪70年代末期以来污染日趋严重[4]. 在新一轮城市发展中，恢复运河的历史文化面貌和生态景观已成为重大课题. 为了改善运河水质，逐步恢复运河良好的生态景观，当地政府自1999年起大力开展了运河截污、 配水、 底泥疏浚、 河道整治等工程，使运河水环境有所改善，但有机污染仍较严重[5,6]. 近年来，一些学者对运河杭州段水质的理化指标[3, 7, 8]、 重金属富集水平[9]、 微生物生理群的生态分布[10]做了相关研究，但作为重要水质标志之一的水生植物多样性研究一直处于空白.

本研究从物种多样性的角度，通过调查京杭大运河(杭州段)的水生生态系统中水生植物(尤其是浮游藻类)的种类组成、 优势群落、 生物量等变化及分布规律，并选用营养状态指数法、 评分法、 多样性指数法及典范对应分析法评价各断面水质的营养状态，通过研究水生植物群落结构与水环境的相互关系，以期为运河杭州段水环境的综合评价及进一步治理提供参考. 1 材料与方法 1.1 样点的布设

在污染源调查的基础上，根据杭州市工业布局，结合河流的水文状况，参照环保部门的监测站位[11]，沿运河干流从上游(顾家桥)到下游(武林头塘栖大桥)选取5个断面(顾家桥、 卖鱼桥、 拱宸桥、 义桥、 塘栖大桥)进行取样(图 1). 各个断面的功能分别为：顾家桥断面为对照断面，位于杭州段上游的钱塘江入江汇合处，反映进入城区运河水质的初始状况； 卖鱼桥、 拱宸桥、 义桥断面为控制断面，位于市区内，为评价监测河段两岸污染源对水体水质影响而设置； 塘栖大桥断面为削减断面，反映杭州段污染物稀释净化的情况. 采样时间从2012年8~9月，其中2012年8月采样3次，分别为8月5日、 8月15日和8月25日； 2012年9月采样2次，分别为9月10日和9月20日. 采样时间具体气象数据见表 1.

图 1 京杭大运河杭州段采样位点示意 Fig. 1 Schematic diagram of samples in Hangzhou Section of the Beijing-Hangzhou Grand Canal

表 1 采样时间具体气象数据 1) Table 1 Specific meteorological data at the sampling time
1.2 样品的采集与处理方法

样品采集采用定性和定量两种方法. 沉水、 浮水、 挺水植物定性样品采用样方为一边长0.5 m，高0.5 m的铁框采集，将框内全部植物连根拔起，及时洗净，记录物种组成、 数目，用手提弹簧秤称其湿重(以湿重代表生物量)，干重带回实验室烘干后称重，每个采样点重复随机采样4次. 漂浮植物定性样品是用25号浮游生物网，在采样点水面和水面下(0.5 m处)以每秒20~30 cm的速度作“∞”形往复缓慢拖动，拖网时间为3~5 min，将采得的样品倾入标本瓶，每个采样点重复随机采样4次. 藻类植物定性样品是用采水器采集1000 mL样品，倾入标本瓶中，采样深度控制在0~30 cm，每个采样点重复随机取样3次，并测量记录水温、 pH值等.

在采集植物样品的同时，用采水器采集断面表层水下0.3~0.5 m的水样1~2 L，混合后带回实验室，待进行理化指标的测试. 1.3 植物样品鉴定与数量测定

将采集的植物样品(具维管束植物，包括挺水植物、 漂浮植物、 浮水植物和沉水植物)对照文献资料[12, 13, 14, 15]进行逐个的查询和比对鉴定.

对于藻类植物样品，每个样品取5滴水样做成5张临时装片，采用全水量观察法，用Olympus CX71FS型显微镜在400倍或1000倍下观察鉴定到属. 然后在400倍显微镜下按视野法计数，数量较少时全片计数，每个样品计数2次，取其平均值，每次计数结果与平均值之差应在15%以内，否则增加计数次数. 计数时，需将0.1 mL水中的浮游植物数按下面公式(1)换算成1L水中的数量(N).

式中，N为每升原水样中的浮游植物数量(个 ·L-1)； A为计数框面积(即400 mm2)； As为计数面积(mm2)； Vs为1 L原水样沉淀浓缩后的体积(即30 mL)； Va为计数框的体积(即0.1 mL)； n为计数所得浮游植物的数目(即2片有效平均数). 1.4 水质理化指标的测定

对采集的各个断面水样进行溶解氧(DO)、 化学需氧量(COD)、 五日生化需氧量(BOD5)、 总氮(TN)、 总磷(TP)及叶绿素a等项目的测试. 具体分析方法参见文献[16]. 1.5 水质生物毒理的评价

依据已建模的卤虫急性毒性测试标准[17,18]，选取模式生物卤虫优良卵体曝光2×24 h，在人工海水中孵化. 以预实验所得的浓度，将5个样点的水样分别设置5个浓度梯度(用人工海水稀释获得，使得最终盐度在3‰左右)，每个浓度5个重复. 超声振荡后，用移液枪取10只活力良好的Ⅱ~Ⅲ 期卤虫，将卤虫放置于双目镜前观察，卤虫不动则判为死亡. 记录存活个数，按公式(2)计算校正死亡率，并利用SPSS软件统计LC50值.

1.6 数据处理

数据分析主要用SPSS 12.0统计软件，以水生植物的多度和多样性为指标，对样点进行多元分析统计. 1.6.1 营养状态评分法

在传统划分为贫营养、 中营养和富营养这3种类型[19]的基础上，将水质的营养状态详细的区分为多种类型(表 2)，包括贫营养、 贫-中营养、 中营养、 中-富营养、 富营养、 重富营养和严重富营养. 为确定各水质参数所对应的指数值，并建立指数与营养状态的关系，本研究参考了国内外各种分级及评分方法，提出适合京杭大运河(杭州段)的营养状态评价标准. 表 2中的评价参数标准与评分标准值之间为指数关系，其回归方程见表 3.

表 2 京杭大运河杭州段水质营养状态评价标准 Table 2 Evaluation criterion of trophic state of water quality in Hangzhou Section of the Beijing-Hangzhou Grand Canal

表 3 各参数评分回归方程 Table 3 Regression equation of Grade-marking approach
1.6.2 营养状态指数法

其值由0~100，用以划分水体富营养化程度. 卡尔森(Carlson)[20]根据水体透明度、 总磷浓度间存在的相关关系，以透明度作基准，求出营养状态指数. 笔者采用修正后的卡尔森营养状态指数来评价京杭大运河(杭州段)的水质. 公式为：

式中，TSI为营养状态指数； TP为总磷，单位mg ·L-1； SD为透明度，单位m. 其中，TSI<37为贫营养型，3854为富营养型. 1.6.3 多样性指数法

自然界的水域，在一般情况下各种水生生物的数量均维持其相对稳定的关系，一旦发生富营养化，浮游植物中某些属类将因得到充足的氮、 磷等营养物质而大量繁殖； 而另一些属类的相对数量则有明显减少的趋势[21]. 因而，可以用藻类的多样性指数作为判定水域营养状态的依据. 本研究选用最常见的Margalef指数对5个断面的浮游植物多样性进行评价. 公式为：

式中，S为种类数，N为藻类个体总数. 评价标准(d)：>3为轻或无污染， 1~3为中污染， 0~1为重污染[22]. 1.6.4 典范对应分析

采用CANOCO 4.5和SPSS 12.0软件进行典范对应分析(canonical correspondence analysis，CCA)，生成物种-环境因子、 样点-环境因子双序图，表明物种多样性与环境因子以及样点与环境因子间的关系. 2 结果与分析

从京杭大运河(杭州段)在杭州城市的区位来看，运河贯穿主城的城东、 城北片区，联系城中、 城西片区，具有城市空间联系纽带(空间脉络)的地位. 在城市空间布局重心的构成上，与钱塘江为核心的城市区块和围绕西湖的城市区块相呼应，形成以运河为纽带的城市区块，起到城市空间的平衡和完整作用. 本研究自北而南选择运河杭州段主河道的5个代表性断面,除塘栖大桥断面执行《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002) 中的Ⅲ类标准外，其余4个断面均执行Ⅳ类标准. 这种断面布设符合河流的水文状况及杭州市现阶段的城市、 工业布局，能够较为客观地反映运河杭州段的水生植物多样性状况.

经实地考察后发现，京杭大运河由于作为航运交通干线，河道两旁筑堤砌岸，来往船只较为频繁，所以该河段具维管束植物(挺水植物、 漂浮植物、 浮水植物和沉水植物)数量少，种类也极少(表 4)，主要有金鱼藻(沉水型)、 凤眼莲(浮水型)、 浮萍(漂浮型)、 茨藻(沉水型)、 光叶眼子菜(沉水型)和水蓼(挺水植物). 在5个典型断面中，塘栖大桥样点的具维管水生植物相对丰富. 鉴于上述原因，本研究主要针对浮游植物(藻类)进行多样性调查，通过对京杭大运河(杭州段)典型断面水体中浮游植物的鉴定和计数，分析藻类种类组成、 优势种、 生物量以及叶绿素含量； 同时对各水体进行理化指 标和生物毒理的评价，并分析它们与浮游植物多样性的相关性.

表 4 京杭大运河杭州段具维管束的水生植物名录 1) Table 4 Catalogue of aquatic plants with vascular bundle in Hangzhou Section of the Beijing-Hangzhou Grand Canal
2.1 浮游植物属类组成

通过鉴定，5个样点共观察到35属，其中义桥的属类最丰富有24属，其次为卖鱼桥，有18属； 塘栖大桥属类最少，仅有10属； 顾家桥、 拱宸桥分别为14属、 13属.

顾家桥的浮游植物共14属，隶属4个门，其中属类最多的是硅藻门，有9属，占全部属类的64%，其次为绿藻门3属，占22%； 蓝藻门和裸藻门均有1属，均占7%[图 2(a)]. 卖鱼桥的属类数量仅次于义桥，共有18属，隶属5个门. 属类最多的是硅藻门，有8属占43%； 其次是绿藻门，有5属占28%； 蓝藻门3属占17%，裸藻门和金藻门各1属，各占6%[图 2(b)]. 拱宸桥的浮游植物属类较少，共13属，隶属4个门. 其中硅藻门6属占42%，绿藻门4属占33%，蓝藻门2属占17%，裸藻门1属占8%[图 2(c)]. 义桥的浮游植物属类最多，共观察到24属，隶属6个门，其中硅藻门9属占38%，绿藻门7属占29%，蓝藻门5属占21%，裸藻门、 金藻门和甲藻门均有1属，均占4%[图 2(d)]. 塘栖大桥是5个采样点中属类最少的，仅有10属，其中硅藻门最多有6属，占60%，蓝藻门2属占20%，绿藻门和甲藻门各1属，各占10%[图 2(e)].

图 2 各典型断面浮游植物类群组成 Fig. 2 Species composition of phytoplankton in typical sites
2.2 优势群落调查

在本调查中，细胞数量上占优势的群落为硅藻门中的明盘藻属(Hyalodiscus Ehrenberg)与直链藻属(Melosira Agardh). 由于各断面所处的水域环境因素不同，在反映浮游植物优势群落的细胞数量方面也不尽相同，具体结果见表 5.

表 5 各典型断面浮游植物的类群组成与分布统计 1) Table 5 Group composition and distribution of phytoplankton in typical sites
2.3 浮游植物的生物量

在定量观察计数中，共观察到顾家桥浮游植物有4个门类，生物量为2.292×107个 ·L-1； 卖鱼桥5个门类，生物量最小，为3.480×106个 ·L-1； 拱宸桥4个门类，生物量为5.400×106个 ·L-1； 义桥6个门类，生物量为2.940×107个 ·L-1； 塘栖大桥4个门类，生物量最大，为4.842×107个 ·L-1(图 3).

图 3 各典型断面浮游植物的生物量 Fig. 3 Phytoplankton biomass in typical sites
2.4 水质理化因子及其与生物量的相关性

叶绿素a是浮游植物现存量的重要指标，其数值的高低能反映水体的营养状况[23,24]. 因此，叶绿素a常作为水域富营养化调查的一个主要参数，并在水体富营养状况评价中起关键性作用.

5个典型断面水质的理化指标见表 6. 从pH值来看，5个样点都为中性稍偏碱性. 由于采样时间不同，各样点的水温值存在一定差异，这与采样当天的天气密切相关，除顾家桥外，其它各样点的水温相差较小. 总磷为顾家桥最高，拱宸桥最低，这与其周边环境有较大关系. 此外，从表 7可见，叶绿素的变化与选取的6个环境因子均呈正相关. 经Monte Carlo检验，叶绿素a含量与水域pH值呈显著相关(P<0.05)，相关系数为0.741； 与浮游植物个体数相关性极其显著(P<0.01)，相关系数达0.964. 说明驱动叶绿素a含量变化的主要环境因子是浮游植物个体数和水质的酸碱度，与其他因子关系不明显； 同时，京杭大运河杭州段水体的叶绿素a含量能反映浮游植物现存量.

表 6 各典型断面的水质理化指标检测值 Table 6 Measurement results of physicochemical index of water quality in typical sites

表 7 各典型断面叶绿素a与理化因子的相关系数 Table 7 Correlation coefficient between the Chla and physicochemical factors in typical sites
2.5 水质生物毒理评价 对各断面水样进行卤虫毒性测试，通过校正死亡率计算得到LC50(表 8). 由该实验数据推断，从生物毒性角度，水质较好的是拱宸桥，这可能和附近多为生活小区、 排污量较少所致； 其次是卖鱼桥和塘栖大桥； 水质较差的是顾家桥和义桥.
表 8 各典型断面水样的卤虫毒性测试 Table 8 Bioassay of brine shrimp on the water samples from typical sites
3 讨论 3.1 水质状况及浮游植物多样性评价 水质状况分为营养状况、 污染状况和生物多样性状况[25]. 自然界的水域，因其所处的地理位置、 环绕条件和自身成因等方面的差异很大，受人类活动影响的程度也不相同，因而富营养化的类型(如浮游植物型、 大型水生植物型等)和富营养化进程的快慢也不一样，其评价方法不尽相同，如参数法、 营养状态指数法、 图解法、 评分法、 生物评价法等. 本研究根据国内外有关文献资料的报道，结合国内近期有代表性水域的调查资料的综合分析，拟选用评分法来评价京杭大运河杭州段的水质状况； 并通过多样性指数对各断面浮游植物多样性进行分析，同时多样性指数在一定程度上也佐证了水质状况的实际效应. 3.1.1 营养状态评分法 由水质及生物评分(表 9)可以看出，除卖鱼桥达到富营养的标准外，其他所有样点的生物量都超过了富营养的标准，达到了重富营养水平.
表 9 京杭大运河杭州段富营养化程度评分值 Table 9 Mark of eutrophication evaluation in Hangzhou Section of the Beijing-Hangzhou Grand Canal
3.1.2 营养状态指数法 选取Chla、 TP、 SD这3个参数计算其营养状态指数，结果见图 4. 从中可以看出TSI(SD)波动不大，而TSI(Chla)和TSI(TP)波动较大. 由于各个营养状态指标所指示的是水体富营养化过程的不同侧面，因此，整体上对水体营养状态作评价时是不宜使用等量齐观的平均数方法，而应当根据它们与特征变量的相关程度，来决定其在总评中的分量(权). 参考相关加权的权衡法，权的计算方法如下：以每个参数和Chla的相关系数的平方(r2)，占所有参数相关系数平方和的百分比. 这样Chla、 TP和SD在进行营养状态综合评价时的权分别为78.8、 9.9和11.1，最后求出的5个典型断面的综合营养状态指数值(TSI)分别为：塘栖大桥53.16，义桥53.85，拱宸桥53.48，卖鱼桥45.73，顾家桥52.02. 根据评价标准，除卖鱼桥和顾家桥属中营养型，其余3个位点均属富营养型； 其中，义桥的营养化水平最高，卖鱼桥的营养化水平最低.
图 4 各典型断面营养状态指数 Fig. 4 Results of TSI in typical sites
3.1.3 多样性指数法 5个断面的Margalef指数变化较为明显(图 5). 其中，塘栖大桥和卖鱼桥为污染程度较轻，为中污染； 义桥、 顾家桥和拱宸桥污染程度较高，为重污染. 在所有典型断面中，以义桥污染最为严重，塘栖大桥污染最轻.
图 5 各典型断面多样性指数(Margalef)变化 Fig. 5 Variation of diversity index (Margalef) in typical sites
3.2 浮游植物分布及其与环境因子的相关性

为了有效地展示主要浮游植物与环境因子间的关系，对所鉴定的浮游植物和相应的环境因子，应用CCA分析法进行排序，排序得到矩阵(表 10). 数据表明，在CCA排序图中，与第一轴的关系最大的是叶绿素a，其次是溶解氧和pH，最小的是透明度； 与第二轴的相关性，以pH为最大，其次是水温和溶解氧，透明度最小. 上述结果说明这些理化因子均对浮游植物的分布产生明显影响. 其中，在现有的因素中，对于浮游植物分布影响最大的是pH值.

表 10 环境因子与CCA前两个排序轴间的相关系数 Table 10 Correlation between environmental factors and the two axes of CCA

应用CCA对5个典型断面水体的环境因子及浮游植物生物量数据进行排序，样点排序结果将5个断面区分为4组(图 6). 组1：塘栖大桥位于第一个象限，其特征是pH、 溶解氧、 叶绿素a含量都较高； 组2：义桥位于第二个象限，其特征是水温较高； 组3：位于第三象限的有卖鱼桥和拱宸桥； 组4：顾家桥位于第四个象限，其特征是透明度数值最高.

图 6 5个典型断面与环境因子间的CCA排序图 Fig. 6 Result of canonical correlation analysis between typical sites and environmental factors 1.顾家桥； 2.卖鱼桥； 3.拱宸桥； 4.义桥； 5.塘栖大桥

而浮游植物的排序结果，可将35属的浮游植物分为3个组(图 7). 组1：包括集星藻属Ac L、 蹄形藻属Ki S、 鱼腥藻属An B、 辐球藻属Ro S、 圆筛藻属Co E和辐环藻属Ac E，这些属位于第二象限，分布在较高水温中. 组2：包括色球藻属Ch N、 月牙藻属Se R、 微囊藻属Mi K、 黄群藻属Sy E、 栅藻属Sc M、 十字藻属Cr M、 菱形藻属Ni H、 裸藻属Eug E、 水链藻属Hy W、 腔球藻属Co N、 娄氏藻属La C、 海链藻属Th C、 美壁藻属Ca C和空星藻属Coo N，这些属生活的水体环境因子比较平均. 组3：包括明盘藻属Hy E、 直链藻属Me A、 根管藻属Rh B、 双菱藻属Su T、 针杆藻属Sy E、 盒形藻属Bi G、 长篦藻属Ne P、 波缘藻属Cy W、 星杆藻属As H、 新月藻属Cl N、 空球藻属Pa B、 杂球藻属Pl S、 颤藻属Os V、 节旋藻属Ar S和原多甲藻属Pr B. 这些藻类处于第一和第四象限，生活在较高pH、 溶解氧、 透明度、 总磷的水体中，且重铬酸钾指数即有机耗氧量较高，叶绿素含量也较高，说明这些类群耐有机污染的能力较强.

图 7 浮游植物与环境因子间的CCA排序图 Fig. 7 Result of canonical correlation analysis between phytoplankton biomass and environmental factors 图中浮游植物的简称见3.2节

综上可见，塘栖大桥水体的pH、 溶解氧、 叶绿素a含量都较高. 顾家桥水体特征是透明度数值最高，其浮游植物与塘栖大桥有一定的相似性，这可能与两个断面有较为接近的理化指标相关. 义桥水体的水温较高，该水域的藻类适应较高温度的生长环境. 卖鱼桥和拱宸桥的水环境因子比较平均，生境较为相似，藻类重复度较高.

此外，浮游植物的多样性一定程度上也受到了运河通航和陆域污染源的影响，随着运河往城区的延伸，加上杭州城区段水流平缓、 航道变窄、 运河上过往船只繁多及城区生活污水的大量排放等因素，使得各断面在浮游植物多样性上呈现了较大差异. 如义桥控制断面，由于生活污水的积累效应，加上这一断面周围为工业区，污水排放量较大，而且生物多样性指数较小，自净能力较差，从而呈现出较为严重的污染； 塘栖大桥断面为削减断面，由于生物的自净功能，出现了污染物稀释净化的情况； 卖鱼桥、 拱宸桥作为杭州运河景观的窗口，近年来政府在污水整治上做了不少工作[26]，取得了明显成效； 顾家桥由于钱塘江水的引入，卖鱼桥由于西湖引水的流入，均使水体的有机污染得到一定程度的减轻.

环境因子与物种多样性间的相关性始终是物种多样性研究的热点. 研究人为因素干扰下，哪些环境因子如何改变影响了植物群落的物种多样性，找到影响植物物种多样性的关键因子，对区域内植物物种多样性保护十分有利. 本文研究的是水域生态系统中的水生植物，水环境是影响该类型植物群落物种多样性的重要环境因子. 水环境指标是十分多样的，可以将水质环境指标分为自然环境水质指标和人为干扰下的污染指标两大类，分别论述它们与物种多样性的关系，这有助于清楚认识不同的水环境与物种多样性间的关系. 然而，水环境因子间也存在相关性，要区分不同类型的指标及综合水环境与物种多样性的关系，在实际操作中难度较大. 虽然偏相关分析、 逐步回归分析以及排序研究能在一定程度上反映多种环境因子的综合影响，但也都具有其各自的局限性，分析方法上的突破将是物种多样性与环境关系研究的重点. 4 结论

(1)通过对京杭大运河杭州段5个典型断面的水生植物调查，发现其水生植物多样性主要取决于浮游植物的多样性. 在5个样点共观察鉴定了35属的藻类，其中优势群落为硅藻门的明盘藻属与直链藻属. 从对浮游植物多样性及分布的影响来看，在现有的6个环境因子中，溶解氧、 透明度、 水温理化因子均对浮游植物的分布产生明显影响； 其中，以pH值的影响最大.

(2)就水质营养化程度而言，虽然不同的评判标准和方法结果有所差异，但较相近，塘栖大桥和卖鱼桥相对污染程度较轻，义桥、 顾家桥和拱宸桥污染程度较高，其中又以义桥污染最严重. 上述结果与卤虫毒理评价很接近.

(3)本研究的采样时间为2012年8月和9月，故结果只能反映当年夏季运河杭州段的水生植物数量和组成状况，仅为该河道水环境变化的一个剖面. 而各类水生植物及水质理化指标随季节变化情况十分复杂. 因此要全面探析水生植物多样性及其与水环境相关性，还需充分考虑季节因素，对上述数据进行进一步深入的动态研究.

致谢： 感谢浙江大学生命科学学院傅承新教授对本研究的支持. 感谢浙江省环境保护科学研究设计院在采样和实验方面提供帮助.

参考文献
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